Fotoperyod, 24 saatlik bir döngüdeki ışık ve karanlık miktarıdır. Ekvator bölgesinde - enlemin sıfır değeri aldığı - 12 saat aydınlık ve 12 karanlıklık ile sabit ve eşit.
Fotoperyodun yanıtı, organizmaların bazı özelliklerini değiştirdiği biyolojik bir fenomendir - ışık, mevsim ve güneş döngüsünün değişmesine bağlı olarak üreme, büyüme, davranış özellikleri.
Genel olarak, fotoperyod genellikle bitkilerde incelenir. Amaç, aydınlatma parametresindeki değişikliklerin çimlenmeyi, metabolizmayı, çiçek üretimini, tomurcukların uyuşukluk aralığını veya başka bir özelliği nasıl değiştirdiğini anlamaktır.
Fitokrom adı verilen özel pigmentlerin varlığı sayesinde, bitkiler çevrelerinde meydana gelen çevresel değişiklikleri tespit edebilmektedir.
Kanıtlara göre, bitkilerin gelişimi alınan saatlerin sayısından etkilenir. Örneğin, belirgin mevsimlere sahip olan ülkelerde, fotoperyodun kısaldığı sonbahar mevsiminde ağaçlar büyümelerini azaltma eğilimindedir.
Fenomen, hayvanlar aleminin üyelerine uzanır. Fotoperyod üreme ve davranışlarını etkileme yeteneğine sahiptir.
Fotoperyod 1920'de Garner ve Allard tarafından keşfedildi. Bu araştırmacılar, bazı bitkilerin, gün boyu meydana gelen değişikliklere cevaben çiçeklenme biçimini değiştirdiklerini göstermiştir.
Fotoperyod neden oluşur?
Bu alandan uzaklaştıkça, aydınlık ve karanlık zamanlar, dünyanın ekseninin güneşe doğru eğilmesine karşılık olarak değişir.
Ekvatordan kutuplardan birine geçtiğimizde, aydınlık ve karanlık arasındaki farklar daha belirgindir - özellikle de yılın zamanına bağlı olarak 24 saat aydınlık veya karanlık bulduğumuz kutuplarda.
Ek olarak, dünyanın güneş etrafında yıllık olarak dönmesi fotoperyodun yıl boyunca değişmesine neden olur (ekvator hariç). Bu şekilde, günler yaz aylarında daha uzun ve kışın daha kısadır.
Fotoperyole yanıt vermenin avantajları
Belirli gelişme süreçlerini, koşulların daha elverişli olacağına dair yüksek olasılıkların olduğu birçok yılın avantajları olan belirli bir zaman diliminde koordine etme yeteneği. Bu bitkilerde, hayvanlarda ve hatta bazı mantarlarda görülür.
Organizmalar için, gençlerin bir kışın zorlu koşullarıyla yüzleşmek zorunda kalmayacağı yılın zamanlarında üremek avantajlıdır. Kuşkusuz bu, yavruların hayatta kalma oranını arttıracak ve bu da gruba açık bir şekilde uyarlanabilir bir avantaj sağlayacaktır.
Başka bir deyişle, doğal seleksiyon mekanizması, bu fenomenin, çevreyi araştırmasına ve fotoperyodtaki değişimlere cevap vermesine izin veren mekanizmaları edinmiş organizmalarda difüzyonunu destekleyecektir.
Bitkilerde fotoperyot
Bitkilerde, günlerin süresi birçok biyolojik işlevi üzerinde belirgin etkilere sahiptir. Şimdi gece ve gündüz uzunluğundan etkilenen ana süreçleri açıklayacağız:
çiçekli
Tarihsel olarak, bitkiler uzun gün, kısa gün veya nötr bitkilere ayrılmıştır. Bu uyaranların ölçümü için bitkilerin mekanizmaları çok karmaşıktır.
Günümüzde, CONSTANS adlı bir proteinin çiçeklenme üzerinde önemli bir role sahip olduğu, vasküler demetlerden geçen ve çiçek üretimini indükleyen bir üreme meristeminde bir geliştirme programını aktive eden başka bir küçük proteine aktive olduğu tespit edilmiştir.
Uzun ve kısa günlü bitkiler
Uzun gün bitkileri, yalnızca ışığa maruz kalma belirli bir saat sürdüğünde daha hızlı çiçek açar. Bu tür bitkilerde, karanlık dönemin süresi belirli bir değeri aştığında çiçeklenme gerçekleşmez. Işığın bu “kritik değeri” türe bağlı olarak değişir.
Bu tür bitkiler ilkbahar veya ilkbahar aylarında çiçek açar, burada ışık değeri minimum gereksinimi karşılar. Turp, marul ve zambak bu kategoride sınıflandırılır.
Buna karşılık, kısa gün bitkileri daha düşük ışık maruz kalmaları gerektirir. Örneğin, yaz sonunda, sonbaharda veya kışın çiçek açan bazı bitkiler kısa günlerdir. Bunların arasında krizantem, çiçek veya Noel yıldızı ve bazı soya fasulyesi çeşitleri bulunur.
gecikme
Gecikme durumları bitkiler için elverişlidir çünkü olumsuz çevre koşullarıyla yüzleşmelerini sağlar. Örneğin, kuzey enlemlerinde yaşayan bitkiler sonbaharda günün süresini azaltmayı soğuk algınlığı uyarısı olarak kullanır.
Bu şekilde, gelecek donma sıcaklıklarıyla baş etmelerine yardımcı olacak bir uyku hali durumu geliştirebilirler.
Karaciğer sularında, çölde hayatta kalabilirler çünkü kurak günlerde dormansiye girmek için uzun günler olarak sinyal kullanırlar.
Diğer çevresel faktörlerle kombinasyon
Çoğu zaman bitkinin tepkisi tek bir çevresel faktör tarafından belirlenmez. Işık süresine ek olarak, sıcaklık, güneş radyasyonu ve azot konsantrasyonları çoğu zaman gelişimde belirleyici faktörlerdir.
Örneğin, Hyoscyamus niger türünün bitkilerinde, fotoperyodun gereksinimlerine uymuyorsa ve buna ek olarak vernalizasyon (gerekli minimum soğuk miktarı) çiçeklenme işlemi gerçekleşmez.
Hayvanlarda fotoperyod
Gördüğümüz gibi, gece ve gündüz, hayvanların üreme aşamalarını yılın uygun mevsimleriyle senkronize etmelerini sağlar.
Memeliler ve kuşlar genellikle ilkbaharda, günlerin uzamasına karşılık olarak çoğalırlar ve böcekler, günlerin kısaldığı zaman sonbaharda larva olma eğilimindedir. Balıklarda, amfibi ve sürüngenlerde fotoperyodun cevabına ilişkin bilgiler sınırlıdır.
Hayvanlarda, fotoperyot kontrolü çoğunlukla hormonaldir. Bu fenomene, ışığın varlığında kuvvetle inhibe edilen epifiz bezinde melatonin salgılanması aracılık eder.
Hormon salgılanması karanlık dönemlerde daha fazladır. Böylece, fotoperyodun sinyalleri melatonin salgılanmasına çevrilir.
Bu hormon, üreme, vücut ağırlığı, kış uykusu ve göç ritimlerini düzenleyen beyinde ve hipofiz bezinde bulunan belirli reseptörlerin aktifleştirilmesinden sorumludur.
Hayvanların fotoperyoddaki değişikliklere tepkisinin bilgisi insan için faydalı olmuştur. Örneğin, hayvancılıkta, çeşitli çalışmalar süt üretiminin nasıl etkilendiğini anlamaya çalışır. Şimdiye kadar, uzun günlerin bu üretimi arttırdığı doğrulandı.